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4.如图所示,电源电压恒为18V,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R标有“100Ω 1A”字样,电压表使用的量程为0-15V,电流表使用的量程为0-0.6A,R0为一定值电阻,当闭合开关S,S1时,灯泡L恰好正常发光,不计温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)闭合开关S、S1,断开S2时,通电1min,电流通过定值电阻R0所做的功.
(3)当闭合开关S、S2,断开S1时,在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下,滑动变阻器R功率的变化范围.

分析 (1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小灯泡的电阻;
(2)闭合开关S、S1,断开S2时,L与R0串联,灯泡L恰好正常发光,根据串联电路特点和欧姆定律求得R0两端电压和电流,根据W=UIt计算电流通过定值电阻R0所做的功;
(3)当闭合开关S、S2,断开S1时,R与L串联,保证电路安全,根据电表量程和灯泡的额定电压、额定功率,利用欧姆定律求得电路中最大和最小电流,从而求得出其功率变化范围.

解答 解:
(1)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,
灯泡电阻:RL=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(6V)^{2}}{3W}$=12Ω.
(2)由图:闭合开关S、S1,断开S2时,L与R0串联,灯泡L恰好正常发光,
所以U0=U-UL=18V-6V=12V,
由P=UI,
电路中电流I=I0=IL=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A,
通电1min,电流通过定值电阻R0所做的功:W=U0I0t=12V×0.5A×60s=360J;
(3)由图,当闭合开关S、S2,断开S1时,R与L串联,在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压,
电路中电流最大Imax=IL=0.5A,
此时电路消耗功率最大,P=UImax=18V×0.5A=9W,
此时R的功率为:PR=P-PL=9W-3W=6W;
当电压表示数最大为15V,R连入阻值最大,电路中电阻最大,电流最小,总功率最小,
此时UL′=U-UR=18V-15V=3V,
Imin=IR′=IL′=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A,
此时R的功率:PR′=UR′IR′=15V×0.25A=3.75W.
所以R的功率变化范围是:3.75W~6W.
答:(1)小灯泡L的电阻为12Ω;
(2)闭合开关S、S1,断开S2时,通电1min,电流通过定值电阻R0所做的功为360J.
(3)当闭合开关S、S2,断开S1时,在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下,滑动变阻器R功率的变化范围为3.75W~6W.

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律应用和电功率的计算,关键是根据各元件规格正确分析出电路中最大和最小电流.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

14.有几位同学将两只灯泡接入电路中,让它们同时工作.下面几种说法中,其中正确的是(  )
A.较亮的灯泡中通过的电流一定大B.较亮的灯泡两端的电压一定大
C.较亮的灯泡额定功率一定大D.较亮的灯泡实际电功率一定大

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

15.阅读短文,回答问题.
1947年,第一台微波炉问世,但大家用微波来煮饭菜还是近十几年的事.微波是一种很有“个性”的电磁波,它的能量不仅比通常的五箱电波大得多,微波还有以下几个重要特性:第一是微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;第二是微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;第三是含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收.微波炉正是利用微波的这些特性制作的.
微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,装食物的容器则用绝缘材料制成.微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波,直达食物内部5cm深,使食物中的水分子也随之振动,剧烈振动产生大量的热能被食物吸收,于是食物“煮”熟了.用微波炉烹饪的速度比其它炉灶快4至10倍,热效率高达80%以上.微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中的维生素和天然风味.比如,用微波炉煮青豌豆,几乎可以使维生素C一点都不损失.
另外,微波还可以消毒杀菌,解冻,干燥.当然过量的微波辐射对人体有害.
(1)微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,其主要原因是金属外壳对电磁波有屏蔽作用(防止电磁波向外辐射);
(2)装食物的容器用玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料制成,其主要原因是微波能穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料且不消耗能量,微波的能量大部分用于加热食物;
(3)磁控管是微波炉的心脏部位,它的主要作用是控制开关;
(4)微波炉与其它灶具相比优点是消毒杀菌.(写出一种即可)

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科目:初中物理 来源: 题型:多选题

12.如图所示,在水平桌面l放置一个柱形薄壁容器,容器重为G、底面积为S、高为h.先将容器中注满密度为ρ的液体,此时杯内液体对容器体的压强为p1,容器对水平桌面的压强为p2.再将重为G0、边长为a的小立方体物体M轻轻放入容器中,当物块M静止后,将容器外壁擦干.则下列对于p1和p2的描述中,说法正确的是(  )
A.p1保持不变,且p1=ρgh
B.p1可能变小,且且p1=ρg(h-$\frac{{a}^{3}}{S}$)
C.p2保持不变,且p2=$\frac{G+ρghS}{S}$
D.p2可能变大,且p2=$\frac{G+{G}_{0}+ρghS-ρg{a}^{3}}{S}$

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

19.实验室中所使用的电流是由小量程电流表改装而成,在图甲中是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3mA的电流表,其电阻Rg=10Ω,现借助一个定值电阻R0把它改装为一量程为3A的电流表,如图乙所示,下列判断正确的是(  )
A.达到满偏时两端电压0.03V,R0约≤10000Ω
B.达到满偏时两端电压0.03V,R0约0.01Ω
C.达到满偏时两端电压30V,R0约10000Ω
D.达到满偏时两端电压30V,R0约0.01Ω

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

9.某兴趣小组在测量额定电压为2.5伏小灯泡电功率的实验中,实验电路如图甲所示.

(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处;
(2)实验时,电压表和电流表读数记录下表中,实验结束后,同学们想知道小灯泡的额定功率,却发现没有测小灯泡正常工作时的电流,能否利用表中数据求出小灯泡的额定功率?有同学认为可利用表中某组数据求出电阻R,再利用P=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{R}$求出小灯泡的额定功率,请判断是否可行并说明理由不可行;灯泡灯丝的电阻受温度影响;
实验次数1234
电压U/伏1.0 2.03.04.0
电流I/安0.100.170.230.25
(3)有同学将表中数据转换为图乙的U-I曲线,由图可知小灯泡的额定功率为0.5瓦.

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科目:初中物理 来源: 题型:填空题

16.小江学习了密度的知识后想动手测量盐水的密度,他把托盘天平放在水平台面上,将标尺上的游码移到零刻度处,发现指针偏向分度盘右边,要将天平调平衡,则应将右端的平衡螺母向左(“左”、“右”)调.天平调平后,他将适量的盐水倒入量筒中,测出其体积为60cm3,然后用天平测出了空烧杯的质量为10g,再将量筒中的盐水倒入烧杯,测量盐水和烧杯的总质量,天平平衡后右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图所示,则其总质量是74.2g,则他算出该盐水的密度是1.07g/cm3.分析该测量过程,你认为小江测出的盐水密度比真实值小(选填“大”、“小”).

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13.摄氏度规定,在标准大气压下冰水混合物的温度为(  )
A.0℃B.10℃C.40℃D.100℃

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

14.把一块长方体玻璃砖压在有“科学”两字的书上,如图所示,图中“科学”两字是(  )
A.变浅的虚像B.变浅的实像C.变深的虚像D.变深的实像

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